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随着电子技术的发展,大量非线性负荷的增加,使得电力系统波形严重畸变,这便是谐波。近年来谐波所造成的危害日趋严重,对发、输、供、用电设备都造成了严重影响,导致设备运行故障、维修工作量增加及增耗电费,甚至引发火灾事故等。谐波的危害我们都有所了解,那么,关于三次谐波以及三次谐波的主要表现你知道多少呢?
相线与中性线之间的非线性负荷产生三次谐波电流,并在中性线进行叠加。由于三次谐波及其倍数次谐波呈零序特征,因此中性线上的三次谐波电流是三相中三次谐波电流的代数和,会引起过载风险使所有的谐波电流造成电流和电压畸变,还形成150的电磁场,对其周围的电子控制、保护及通信设备和系统产生干扰。
三次谐波的主要表现:
1、三次谐波的零序性,使得低压母线上的三次谐波电压主要与中性线的三次谐波电流有关。
①当变压器接法为时,零序性的三次谐波电流将成为励磁电流,在此零序励磁电抗上产生较大的压降,即三次谐波电压,很容易造成低压母线上的电压总畸变率超标;
②当变压器接法为△-0时,侧的变压器绕组形成三次谐波电流流通的回路,该回路阻抗为变压器漏抗,远较零序励磁阻抗小为20倍左右 ,从而不会在低压母线产生很大的三次谐波电压。
2、如果低压三相的三次谐波电流不平衡,则存在正序和负序的三次谐波分量:
①如果配电变压器为接线,低压侧正序和负序的三次谐波电流会在高压侧绕组感应出三次谐波电压,对高压侧产生影响;
②如果配电变压器为△-11接线,低压侧正序和负序的三次谐波电流在高压侧绕组感应出的三次谐波电流在△绕组形成环流,对高压侧产生的三次谐波影响要比变压器为接线时小,但增加了变压器高压绕组的损耗。
3、造成供电变压器的利用率下降或过载
由于中性线中三相负荷不平衡引起的工频电流和三次谐波电流的叠加有可能大于相电流,当三相的三次谐波平衡时,由于接线的变压器铁芯中零序的三次谐波无通路,磁通只能经铁心、空气和外壳等构成回路,产生附加损耗和局部过热;而在接线中,△绕组为三次谐波电流提供通路,它所产生的三次谐波磁通将抵消铁芯中的原三次谐波磁通,从而使铁心中的合成磁通基本上呈正弦波,减少了附加损耗,但谐波电流的存在使因子因谐波发热而降低变压器输送能力,正常值为1.0和电流波峰系数增大,造成供电变压器的利用率下降或过载;
图1 三次谐波
4、由于中性线中电流过大,使配电系统中性线的电缆、导线出现过负荷引起绝缘老化加速,增加了火灾隐患。主要原因有:①国内普遍选取中性线导体的截面积是相线的50%;
②已运行的许多按老标准设计制造的电缆中,中性线导体的截面积是相线的33%;③已运行的许多按新标准设计制造的电缆中,中性线导体的截面积是相线的50%。
④中性线与相线导体选取相同截面积,无论工程设计、材料制造、安装、投入使用所占的比例都很小。
5、由于电流和电压畸变,增加了供电系统中其他设备和材料的损耗,引起附加发热、加速绝缘老化、减少使用寿命;看了上述关于三次谐波的10个主要表现,是不是对三次谐波有了更加深入的了解了呢!LBAPF有源滤波器和LB3NBF三次谐波零线滤波器能够很好的解决三次谐波的问题,减少三次而谐波的干扰。
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